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自从“多主元高熵合金(HEA)”的设计理念被提出后,一些学者开始研究多主元碳氮化合物薄膜。由于薄膜中存在碳碳共价键、碳化物和氮化物、石墨相、以及碳氮化合物之间较大的应力失配,因此这些复合薄膜不仅摩擦系数低,而且硬度也很高。与石墨相比,无定形碳具有更高的硬度和低的摩擦系数,因此从理论上来说无定形碳与多组元碳氮化合物复合薄膜的性能更加优越。在高速加工以及干摩擦过程中,低的摩擦系数能够显著降低接触温度,高的硬度能够显著提高涂层的耐磨性,因此研究具有高硬度以及自润滑性能的薄膜对显著提高切削工具的性能和使用寿命具有重要意义。但是目前,对于无定形碳与多主元碳氮化合物复合薄膜研究甚少,对于其微观结构、机械性能、电化学性能、高温稳定性等方面还不是很清楚,缺乏理论研究。本文基于上述理念,采用多靶磁控溅射技术制备了(AlCrNbTaTiW)CxNy多主元化合物薄膜,并探究了不同工艺参数(碳靶功率、基底温度、氮气流量)对薄膜的化学成分、结构、微观形貌、机械性能及电化学性能的影响,对比了(AlCrWTaTiNb)Nx、 (AlCrWTaTiNb)Cx及(AlCrWTaTiNb)CxNy三种化合物薄膜在这些方面的差异,得出如下结论:1.当碳靶功率为0时,(AlCrWTaTiNb)CxNy复合薄膜为(220)择优取向的两相FCC固溶体结构,表面形貌为独特的三角形颗粒形状。碳靶功率为50~150 W时,(AlCrWTaTiNb)CxNy复合薄膜呈现单相FCC固溶体结构,表面形貌为典型的球形颗粒状。当碳靶功率为100 W时,(AlCrWTaTiNb)CxNy复合薄膜的硬度和弹性模量达到最大,分别为23 GPa和290 GPa,对应的H3/E2也达到最大值0.147,此时薄膜具有最佳的摩擦性能。2.基底温度对(AlCrWTaTiNb)CxNy薄膜的晶体结构和表面形貌几乎没有影响,只是晶粒尺寸随着基底温度增加先减小后增加。当基底温度为200℃时,薄膜的硬度和弹性模量达到最大值17.3 GPa和240 GPa。3.随着RN的增加,(AlCrWTaTiNb)CxNy薄膜的沉积速率先增加后减小。当RN从0增加到30%时,(AlCrWTaTiNb)CxNy薄膜的表面形貌发生了有趣的变化:从球形颗粒转变为蠕虫状,然后由蠕虫状变为三角形颗粒状,最后又变为球形颗粒。4.通过比较(AlCrWTaTiNb)Cx、(AlCrWTaTiNb)Ny、(AlCrWTaTiNb)CxNy这三种多元化合物薄膜,(AlCrWTaTiNb)CxNy薄膜的硬度和弹性模量最大,腐蚀电流密度最低,极化电阻最大,因此力学性能和耐腐蚀性能优于其他两种薄膜。